FI94007B - Kytkentä teräväpiirtotelevision kuvan terävyyden korostamiseksi - Google Patents

Description

5 94007

Kytkentä teräväpiirtotelevision kuvan terävyyden korostamiseksi - Koppling för toppframhävning av en högupplösningste-levisionsbild

Keksintö koskee teräväpiirtotelevision vastaanotinta, jossa vastaanottimen dekooderin tuottamaa luminanssisignaalia käsitellään sen terävyyden korostamiseksi.

10 Eurooppalaisessa teräväpiirtotelevisiojärjestelmässä HDTV

(High Definition Television) studiostandardin mukaisen kuvan kuvasuhde on 16:9 ja se käsittää 1250 juovaa, jotka näytetään lomittelusuhteella 2:1 (tai myöhemmin 1:1) ja 50 Hz:n kenttätaajuudella. Kuva koodataan lähetettäessä MAC-yhteen-15 sopivaksi HDMAC-signaaliksi kompressoimalla luminansaisig-naali neljänteen osaansa ja krominansaisignaali kahdeksanteen osaansa kaistanleveyttä alentavassa kooderissa BRE, Bandwidth Reduction Encoder, (luminansaille ja krominanssil-le oma kooderinsa) siten, että alkuperäinen kuva voidaan pa-20 lauttaa vastaanottaessa. Lähetyssignaalin juovaluku on si ten puolet alkuperäisestä eli 625 juovaa ja lomittelusuhde on 2:1. Vastaanotinta silmälläpitäen lähetetään HDMAC-signaalissa myös ns. DATV-signaali, joka välittää tiedon kuvan liikesisällöstä.

25 i Kompressointi perustuu hallittuun alinäytteistykseen, jota ohjataan liikeinformaation avulla. Tämä tarkoittaa sitä, että mitä vähemmän kuvassa on liikettä, sen suurempaa spatiaalista resoluutiota käytetään ja kuvan liikesisällön olles-30 sa suuri lisätään temporaalista resoluutiota spatiaalisen kustannuksella.

*

Edellä sanotussa kaistanleveyttä alentavassa kooderissa BRE jaetaan lähetettävä kuva 16*16 pikselin lohkoihin, jotka 35 liikesisältönsä perusteella johdetaan yhteen kolmesta kuvan-käsittelyhaarasta. Jokaisella haaraan tuotavalla signaalilla on oma näytteenottokuvionsa. Jos liikettä ei ole, ohjautuu signaali ns. 80 ms haaraan, jossa jokaisesta kuvan kentästä 2 94007 otetaan alinäytteistyskuvio (desimointi) siten, että puolet lopullisen kuvan pikseleistä lähetetään. Näytteitä otetaan joka juovalta ja desimoitu Teuva muodostaa quincunx-näytteen-ottokuvion. Näin saadaan puolet kompressiosta ja toinen puo-5 li saadaan siten, että yhden kuvan lähetysaika nostetaan 40 ms:sta 80 ms:iin. Haaran nimitys tulee tästä. Jos kuvan osa-alueessa on hitaasti liikkuvia kohteita, ohjataan kompressoitava videosignaali 40 ms:n haaraan, jossa kentän lähetysaika nostetaan 20 ms:sta 40 ms:iin ja vain joka toinen 10 quincunx-aiinäytteistetty kenttä lähetetään eli otetaan vain joka toisesta kentästä joka toinen näyte. Jos kuvassa on nopeasti liikkuvia osia, ohjataan kompressoitava videosignaali 20 ms:n haaraan, jossa kaistanleveyden alentaminen neljännekseen tapahtuu niin, että kunkin alkuperäisen kuva-15 kentän joka neljäs näyte lähetetään eli näytteitä on alkuperäisen kuvan jokaiselta juovalta. Kukin BRE:n haara sisältää sille ominaisen alipäästösuodattimen ja niin sanotun "line shuffling" -toiminnon, jossa 1250-juovaisen kuvan (juovan kesto 32 /is) formaatti muutetaan MAC-järjestelmän kanssa 20 yhteensopivaksi 625 juovan (juovan kesto 64 μβ) formaatiksi. 40 ms:n haarassa tämä toiminto sisältyy itse alinäytteistyk-seen. Liikkeentunnistimen antaman tiedon mukaan ohjataan vain yhden haaran ulostulo kerrallaan BRE:n ulostuloksi.

25 Vastaanottimen HDMAC-dekooderissa palautetaan kompressoitu : kuva 625/2:1/50 Hz alkuperäiseen HDTV-formaattiin eli 1250/2:1/50 Hz. Dekooderia voidaan nimittää kaistanleveyden palautusdekooderiksi BRD (Bandwidth Restoration Decoder) ja se on analoginen edellä kuvatun BRE:n kanssa. BRD-dekooderia 30 selostetaan nyt lähemmin viittaamalla kuvaan 1 ja selostus koskee luminanssisignaalia. Vastaanotettu näytetaajuus on 13,5 MHz ja BRD:n lähtötaajuus on 54 MHz. Kooderi käsittää "line deshuffler" -lohkon 1, 3-6 kpl kenttämuisteja 2 kytkettynä esim. kaskadiin, alinäytteistyskuvion palauttajan 3 35 sekä kolme interpolointihaaraa 4, 5 ja 6. Kukin interpoloin-tihaara tuottaa täydellisen HDTV-kentän ja valitun haaran lähtö kytketään kytkimellä C BRD:n ulostulosignaaliksi. Kyt-

II

3 94007 kimen asentoa ohjaa vastaanotettuun DATV-signaaliin sisältyvä liiketieto.

Alkuperäisen juovataajuuden muodostamiseksi deshuffler-lohko 5 1 generoi aina yhdestä tulevasta juovasta kaksi juovaa niin, että jokainen uusi juova muodostuu tulevan juovan joka toisista näytteistä. Deshuffling-toiminnon jälkeen luminanssi-signaalia viivästetään kenttämuisteissa 2. Kenttäsignaalit prosessoidaan tämän jälkeen alinäytteistyskuvion palautta-10 jassa 3 SSPC (Sub-Sample Pattern Converter), joka rekonstruoi alkuperäiset alinäytteistyskuviot juovamuistien avulla. Konvertterista 3 alinäytteistyskuviot johdetaan haaroihin 4, 5 ja 6, joissa interpoloimalla muodostetaan alkuperäiset HDTV-kentät. 40 ms:n haarassa 6 on interpolaatio liikekom-15 pensoitu ja siinä käytetään hyödyksi DATV-signaalissa ilmoitettuja liikevektoreita. DATV-tiedon ohjaamana kytkee kytkin C yhden haaroista kerrallaan BRD:n lähtöön, josta saadaan siten alkuperäinen HDTV-kuva formaatissa 1250/2:1/50 Hz.

20 Kun tämä kuva näytetään kuvapinnalla, se näyttää kuitenkin pehmeältä. Syy tähän on se, että lähetyspäässä suoritettavan spatiaalisen alinäytteistyksen ja HDMAC-kooderin laskostumi-senestosuodattimien johdosta ei lähetetty eikä näin ollen vastaanotettu HDMAC-kuva sisällä niin suuria taajuuskom-25 ponentteja kuin alkuperäinen teräväpiirtostudiokuva. Taa-; juuskomponenttien suuruus riippuu kuva-alueen liikesisällös- tä. Stationaarista kuva-aluetta edustava moodi, 80 ms:n moodi, sisältää kaikkein korkeimpia spatiaalitason taajuuskom-ponentteja, joten reunojen muutoskaistat ovat kapeimmat.

30 Hidasta liikettä edustavassa 40 ms:n moodissa suuria spatiaalitason taajuuskomponentteja on vähemmän kuin 80 ms:n moodissa, joten reunojen muutoskaistat ovat leveämmät kuin 80 ms:n moodissa. Muutoskaistat ovat leveimmät nopeata liikettä edustavassa 20 ms:n moodissa, koska spatiaalitason maksimi-35 taajuuskomponentit ovat tässä moodissa kaikkein pienimmät.

Vastaanotettua kuvaa pehmentää lisäksi se, jos vastaanottimen signaalinkäsittelyhaarojen interpolaattoreina käytetään 4 94007 FMH-interpolaattoreita (FIR-Median Hybrid-filter). Ne ovat mediaanisuodattimia, joiden sisäämenoissa on FIR-suodattimen ulostulo. Nämä interpolaattorit soveltuvat hyvin HDTV-vastaanottimen dekoodereihin, sillä FMH-interpolaattori ei tuo-5 ta reunoihin ja kapeisiin viivoihin yksittäisiä kuva-alkioita, joiden harmaataso eroaa ympäristöstä eikä se tee diago-naalireunoihin ns. shakkiruutuja. Tämän takia FMH-interpo-laattorin ulostulo on tilastollisesti lähellä alkuperäistä kuvaa. Interpolaattorin pehmentävän vaikutuksen vuoksi ulos-10 tuloa voidaan korostaa ilman, että interpolointivirheet tulevat näkyviksi ja häiritseviksi.

Kuten tiedetään, luo ihmissilmä televisiokuvaa katsottaessa terävyysvaikutelman pääasiassa luminanssi-informaation pe-15 rusteella. Tästä seuraa, että jyrkentämällä luminanssi-informaation reunoja saavutetaan katsojan mielestä terävämpi kuva ja syntyy vaikutelma, että kuvan resoluutio kasvaa. Reunojen jyrkentäminen tarkoittaa sitä, että kuvassa sellaisissa reunakohdissa, joissa luminanssi muuttuu suuresti, 20 muutosta jyrkennetään lisää. Tällaisia kohtia ovat esim.

kohteen ääriviivat kohteen ja taustan ollessa valoisuudeltaan poikkeavia, tekstien reunat jne. Tällaista reunojen luminanssierojen korostuksesta käytetään yleisesti englanninkielistä termiä "peaking", jota tarkoitetaan jäljempänä 25 tekstissä suomenkielisellä termillä "piikitys". Piikityksen : käyttämisessä HDMAC-vastaanottimessa on hankaluutena se, että HDMAC-kooderin ulostulo on jokin kolmen signaalinkäsit-telyhaaran ulostulosta. Kuten edellä on sanottu, ovat jokaisen haaran tuottaman kuvan spatiaalitason maksimitaajuuskom-30 ponentit eri suuret ja siten myös reunojen muutoskaistat eri suuret. Tällöin saman piikitystavan soveltaminen kaikkien haarojen lähtöön johtaa siihen, että eri resoluution omaavat lohkot erottuvat näytettävässä kuvassa, ja kuvan laatu heik-kenee.

Edellä kuvattu teräväpiirtokuvan pehmeneminen voidaan välttää keksinnön mukaisella piikityskytkennällä, jolla HDMAC-dekooderilta saatua luminanssisignaalia käsitellään niin,

(I

35 5 94007 että näytettävän kuvan terävyysvaikutelma korostuuu. Piiki-tyskytkennälle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

5 Keksinnön mukaisesti korostetaan luminanssikuvan terävyys-vaikutelmaa korostamalla kuvan keskitaajuuskomponentteja, jolion kuva näyttää terävämmältä korostuneiden reunojen johdosta. Keskitaajuuskomponenttien korostus on tehokas kuvan terävöittämistapa, sillä suurin osa reunojen energiasta taa-10 juustasossa on keskittynyt keskitaajuuskomponenteille. Pii-kityspiirin tulona on HDMAC-kooderin lähtösignaali ja piiri toimii eri tavalla riippuen siitä, mikä kooderin kolmesta interpolaatiohaarasta on sillä hetkellä kytketty kooderin lähtösignaaliksi. Piirin toimintatilan päätöstieto saadaan 15 edullisesti DATV-tiedosta, joka, kuten tunnettua määrää myös kooderin lähtöön kytkettävän interpolointihaaran. Päätöksillä ohjatun piikityksen tarkoituksena on tuottaa yhdenmukainen ulostulo riippumatta senhetkisestä kooderin lähtöön kytketystä interpolointihaarasta, jolloin eri haarojen lohkot 20 eivät näytettävässä kuvassa erotu toisistaan.

Piikityspiirissä suoritetaan tulevalle signaalille edullisesti sekä vertikaalinen korostus että horisontaalinen korostus. Voidaan tietysti suorittaa pelkästään horisontaali-25 nen tai vertikaalinen korostus. Molemmat korostukset on to-: teutettu lisäämällä alkuperäiseen signaaliin alhaisten taso jen piikitysrajoitettu, kaistanpäästösuodatettu ja matalien reunojen rajoitettu signaali. Kummassakin korostuksessa valitaan käytettävä kaistanpäästösuodatin siten, että suodatus 30 riippuu siitä, mistä kooderin interpolointihaarasta piiki-tyspiirin tulosignaali on lähtöisin. Kummassakin korostuksessa käytettävä piikitysrajoitus käsittää ensinnäkin kuvan tummien alueiden korostumisen estämisen ja toiseksi pieni-amplitudisen kanavakohinan korostuksen estämisen. Koska ih-35 missilmä on herkkä kuvan tummilla alueilla esiintyville suurille harmaatason muutoksille, näkyisi piikitys näillä alueilla häiritsevästi kanavakohinana. Tämä estetään vähentämällä tulosignaalista tietty kiinteä arvo. Kaistanpäästösuo- 6 94007 dattimen jälkeen rajoitetaan aiheetonta kohinan korostusta eliminoimalla korostus suodattimen ulostulon pienillä arvoilla. Tämä perustuu siihen tosiasiaan, että kanavakohinal-la on kuvainformaatioon verrattuna pienempi amplitudi, joten 5 pieniamplitudista signaalia, joka on todennäköisesti kohinaa, ei lisätä lainkaan korostussignaalina. Lopuksi koros-tussignaalit lisätään halutulla määrällä painotettuna alkuperäiseen signaaliin. Painotus on televisionkatselijan säädettävissä.

10

Keksintöä selostetaan nyt havainnollisemmin oheisten kaaviollisten kuvien avulla, joissa kuva 1 esittää tunnettua HDMAC-dekooderia, johon on lisätty keksinnön mukainen piikityslohko, 15 kuva 2 on piikityspiirin eräs mahdollinen lohkokaavio, kuva 3 kuvaa käyrämuodossa pienten harmaatasojen korostuksen estoa, kuva 4 kuvaa käyrämuodossa pienten muutosten piikityses-toa, 20 kuva 5 esittää horisontaalisen FIR-suodattimen peruskyt-kentää, kuva 6 kuvaa vertikaalisen FIR-suodattimen peruskytkentää, kuva 7 on taulukko eräistä mahdollisista suodatinkertoi-mista FIR-suodattimille.

25 : Kuvan 1 mukaan kytkin C kytkee tunnetusti kooderin lähdöksi jonkin interpolointihaaroista 4, 5 tai 6. Kytkimen C asennon määrää DATV-signaalin käsittelylohkosta 8 saatava haarapää-töstieto. Kooderin tuottama luminanssisignaali viedään kek-30 sinnön mukaiseen piikityspiiriin 7, johon johdetaan myös lohkosta 8 saatava haarapäätöstieto sekä piikityksen voimak-kuuden asetustieto W. Tämä tieto on televisionkatselijan aseteltavissa. Lisäksi piikityspiiriin 7 voidaan johtaa DZ-arvo, joka on laskettu lohkossa 9. Laskenta suoritetaan vas-35 taanotetun HDMAC-signaalin testijuovalta mitatun signaali/-kohina-suhteen perusteella. DZ-arvo voi olla myös käyttäjän aseteltavissa, jolloin lohkoa 9 ei tarvita lainkaan. DZ-ar-volla estetään, ettei aiheetonta kohinan korostusta tapahdu.

7 94007

Piikityspiirissä 7 suoritetaan luminanssisignaalille vertikaalinen ja horisontaalinen korostus, jossa otetaan huomioon interpolointihaarojen 4, 5, 6 erilaiset taajuusvasteet. Pii-kityspiirin lähtösignaalina saadaan luminanssisignaali, jon-5 ka keskitaajuuskomponentteja on korostettu, jolloin kuva näyttää katsojasta terävältä.

Kuvassa 2 on kuvattu pelkistettynä piikityspiirin 7 lohko-kaavio erään suoritusmuodon mukaisesti. Piiri voidaan jakaa 10 kahteen peräkkäiseen samankaltaiseen osaan, osat A ja B.

Osassa A suoritetaan luminanssisignaalille vertikaalitaa-juuksien korostus ja osassa B suoritetaan horisontaalitaajuuksien korostus. Periaatteeltaan molemmat korostusosat toimivat samalla tavalla, joten selostetaan aluksi yksityis-15 kohtaisemmin osan A toimintaa ja tämän jälkeen osan B toiminta vain siltä osin, kuin se poikkeaa osan A toiminnasta.

Dekooderilta saatu luminanssisignaali, joka on siis jonkin kolmesta signaalinkäsittelyhaarasta 4, 5 tai 6 tuottama lu-20 minanssisignaali, johdetaan summaimeen 25, jossa siihen lisätään vertikaalitaajuuksien korostus. Tämä keskitaajuuskom-ponenttien korostus muodostetaan rinnakkaishaarassa, joka käsittää summaimen 21, kaistanpäästosuodattimen 22, kohinan korostuksen estopiirin 23 sekä säädettävän vaimentimen 24.

25 Elin 21 toimii ensimmäisenä piikitysrajoituksena seuraavas-] ti: Koska ihmissilmä on herkkä tummilla kuva-alueilla esiin tyville suurille harmaatasomuutoksille, ei tummia alueita saa korostaa. Tämä estetään siten, että elimessä 21 korostettavasta luminanssisignaalista vähennetään tietty arvo K. 30 Tämän toimenpiteen tarkoitus näkyy kuvasta 3, jossa kuvio 3A esittää piikityspiiriin tulevaa luminanssisignaalia ajan funktiona. Mitä korkeampi signaalin hetkellinen arvo on, sitä vaaleampaa kuva-aluetta se edustaa. Kahdeksanbittisellä signaalilla suurimmat harmaasävyarvot ovat välillä 1...254. 35 Niinpä aikavälinä ΔΤ signaalilla on pieni harmaasävyarvo, joten se edustaa tummasävyistä kuvaa. Jottei tällä alueella signaalia korostettaisi, vähennetään siitä elimessä 21 tietty arvo K, jolloin elimen jälkeen signaali on kuvan 3B mu- 8 94007 kainen. Vähennyksen tuloksena olevat negatiiviset arvot on korvattu nollilla. Tämä signaali on suodattimen 22 sisään-menosignaali. Arvo K voidaan valita vapaasti, eräs edullinen arvo olisi 100.

5

Suodatin 22 voi toimia kolmessa eri moodissa riippuen suo-dattimeen tuotavan ohjaussignaalin tilasta. Koska kooderin jokaisella haaralla on erilainen alinäytteistyskuvio, on niiden tuottamien kuva-alueiden resoluutio ja reunojen muu-10 toskaistat erilaiset. Tämän vuoksi on suodatin sellainen, että sillä on oma yksilöllinen moodi kooderin kutakin sig-naalinkäsittelyhaaraa varten, jotta saadaan parhaat mahdolliset korostustulokset. Periaatteessa suodatin on tietyssä moodissa ollessaan tätä moodia vastaavan kooderin haaran 15 keskitaajuudella oleva kaistanpäästösuodatin. Analogisesti signaalinkäsittelyhaarojen kanssa voidaan suodattimen moodit nimetä 80 ms:n moodiksi, 40 ms:n parittoman kentän moodiksi, 40 ms:n parillisen kentän moodiksi ja 20 ms:n moodiksi. Kun DATV-signaalin käsittelylohko 8 ohjaa esim. 80 ms:n signaa-20 linkäsittelyhaaran 5 (kuva 1) kooderin ulostuloksi, ohjaa sanotusta lohkosta saatava päätössignaali suodattimen toimimaan sen 80 ms:n moodissa. Vastaavalla tavalla tapahtuu muiden haarojen kohdalla, joten suodatin toimii aina kooderin senhetkisen ulostulosignaalin keskitaajuudella.

25

Suodattimen moodi tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että FIR-suodattimen suodatuskertoimet valitaan kussakin moodissa erilaisiksi. Tätä selventää kuva 5, joka esittää horisontaalisen FIR-suodattimen peruskytkentää. Suodatin käsittää jou-30 kon, tässä tapauksessa neljä yhden pikselin viivettä pdl, pd2, pd3 ja pd4, viisi painotuselintä al...a5, jotka kukin painottavat siihen johdettua näytearvoa siten, että juuri tulevaa luminanssinäytettä painotetaan luvulla kl, edeltävää luminanssinäytettä luvulla k2 jne. Painotetut luminanssi-35 näytteet lasketaan yhteen summaimessa 51, jonka lähdöstä saadaan suodattimen lähtösignaali. Haluttaessa se voidaan skaalata. Kuten havaitaan, muodostavat pikseliviiveet suoda-tinikkunan, jossa on viisi peräkkäistä saman juovan lumi-

II

9 94007 nanssinäytettä. Suodatinkertoimiksi nimitetään lukusarjaa [kl, k2, k3, k4, k5]. Kertoimet voivat olla esim [-1, 0, 2, 0, -1]. Näitä kertoimia muuttamalla muutetaan suodattimen ominaisuutta, joten jokaista moodia vastavat tietyt kertoi-5 met. Kertoimet muutetaan ohjelmallisesti.

Kuvassa 6 on esitetty tunnettu vertikaalisen FIR-suodattimen peruskytkentä. Se on periaatteessa analoginen kuvan 5 kytkennän kanssa, mutta yhden pikselin viiveet on korvattu yh-10 den juovan viiveellä. Järjestely mahdollistaa sen, että suo-datinikkuna on horisontaalisuunnassa yhden näytteen levyinen mutta käsittää vertikaalisuunnassa viisi näytettä. Lisäämällä juovamuistien lukumäärää voidaan ikkunan korkeutta kasvattaa. Vertikaalisuunnassa kutakin näytettä painotetaan 15 omalla painotuskertoimellaan kl...k5, painotetut näytteet lasketaan yhteen ja summainen lähdöstä saadaan vertikaali-suodatettu signaali. Kuten horisontaalisuodattimenkin kohdalla, nimitetään suodatinkertoimiksi lukusarjaa [kl, k2, k3, k4, k5]. Näitä kertoimia muuttamalla muutetaan vertikaa-20 lisuodattimen suodattimen ominaisuutta, joten jokaista moodia vastaavat tietyt kertoimet. Kertoimet muutetaan ohjelmallisesti .

Suodattimen ulostuloa voidaan rajoittaa ilman, että vaikute-25 taan näkyvästi piikitystulokseen. Ilman rajoitusta suodatti- : men ulostulo on välillä [-438, 438] kun sisäänmeno on välil lä [16, 235]. Tämä vaatisi 10-bittisen ulostulon. Jos suodattimen ulostulo rajoitetaan välille [-128, 127], riittää 8-bittinen ulostulo, jolloin järjestelmä yksinkertaistuu.

30 Tätä rajoitusta ei voi havaita piikitystuloksessa, sillä suurin osa suodattimen ulostuloarvoista on keskittynyt ra-: joitusvälin sisäpuolelle.

Kohinan korostuksen estopiiri 23 estää sen, ettei aiheetonta 35 kohinan korostusta tapahdu. Kanavakohinalla on kuvainformaa- tioon verrattuna pieni amplitudi, joten estopiirin lähtösig-naali on nolla, mikäli suodattimelta tulevan signaalin amplitudi (itseisarvo) on raja-arvoa pienempi eli oletettaessa 94007 10 tuleva signaali kohinaksi. Raja-arvo asetetaan kiinteäksi tai se voidaan asettaa adaptiiviseksi siten, että lasketaan automaattisesti signaali/kohina-suhde MAC-kehyksen testi-juovalta ja tästä suhteesta määritetään raja-arvo DZ. Jos 5 raja-arvo DZ on kiinteä, se voidaan tehdä tehdasasetuksena tai käyttäjä voi asettaa sen esim. kaukosäätimellä mieleisekseen. Kuva 4 esittää käyrämuodossa korostuksen estopiirin ulostuloa sisäänmenon funktiona. Kun sisäänmeno on välillä -DZ/2, DZ/2, asettaa estopiiri ulostulonsa arvoksi nolla.

10 Kuvassa origon ympärillä oleva tummennettu neliö on siten ns. death zone, jonka sisällä olevat sisäänmenoarvot eivät näy ulostulossa. Kuvassa on sisäänmenoarvo ja siten ulostu-loarvo rajoitettu arvoon L, jos käytetään edellä suodattimen ulostulon rajoitusta 8-bittiseksi. Rajoitus ei ole välttämä-15 tön. Jos DZ-väli määritetään vastaanotetun signaalin signaa-li/kohina-suhteesta, voidaan S/N-suhteen kasvaessa DZ-väliä pienentää ja siten parantaa korostuksen vaikutusta alemmille signaalitasoille.

20 Viitataan edelleen kuvaan 2. Korostuksen estopiiriltä saatava signaali viedään piikityksen painotussäätöelimelle 24, joka painottaa korostussignaalia halutulla arvolla W ennen sen summausta kooderilta saatuun luminanssisignaaliin sum-maimessa 25. Säätö määrää siten, kuinka paljon keskitaajuis-25 ta piikityssignaalia vaimennetaan ennen kuin se lisätään alkuperäiseen HDTV-kuvaan eli kuinka paljon luminanssisig-naalia korostetaan. Painotusarvo on käyttäjän säädettävissä, jolloin televisionkatselija voi omien subjektiivisten mieltymystensä mukaan säätää mielestään terävimmän kuvan. Ole-30 tusarvoksi sopii painotusarvo 1/8.

Edellä on selostettu vertikaalikorostuksen suoritus osassa A. Horisontaalikorostuksessa käytettävä kytkentä osassa B on periaatteeltaan aivan samanlainen käsittäen elimen 26, jolla 35 eliminoidaan tummien alueiden korostus, nelimoodisen suodattimen 27, kohinanestopiirin 28, painotuksen säätöelimen 29 ja summaimen 210. Toimintaan pätee siten sama kuin vertikaalikorostuksen suorittavaan osaan A. Suodattimet 22 ja 27

II

11 94007 eroavat siinä, että suodattimen 22 sisääntulonäytteet ovat pystysuunnassa peräkkäisiä näytteitä (kukin näyte eri juovalta) kun taas suodattimen 27 näytteet ovat samalta juovalta. Suodattimen toiminnan osalta viitataan kuvan 6 selostuk-5 seen.

Kuvan 7 taulukossa on esitetty eräitä mahdollisia suodatin-kertoimia keskikaistanpäästö-FIR-suodattimille. FIR-suodattimien periaate sinänsä on ammattimiehen perustietämyksen 10 piirissä, eikä niihin tässä yhteydessä puututa enempää. Kolmannen sarakkeen lukuarvot kuvaavat painotuskertoimia, joilla horisontaalisuunnassa (horisontaalipiikitys) peräkkäisiä näytteitä painotetaan ennen niiden summausta ja vastaavasti toisen sarakkeen lukuarvot kuvaavat painotuskertoimia, joil-15 la vertikaalisuunnassa (vertikaalipiikitys) peräkkäisiä näytteitä painotetaan ennen summausta. Ensimmäisessä sarakkeessa "Moodi" on dekooderin haara, jonka tuottamaa kuvaa piikitetään. Kuten huomataan, moodeja on neljä kappaletta ja jokaisessa moodissa DATV-tiedon käsittelylohko antaa suodat-20 timelle asetuksen, joka muuttaa suodattimen juuri sen dekoo-derihaaran ominaisuuksille sopivaksi, joka haara on kytketty dekooderin lähtöön ja siten piikityspiirin tuloon.

Keksintö ei aseta mitään rajoituksia FIR-suodattimien toteu-25 tukselle. Ikkunan koko sekä horisontaali- että vertikaali- suunnassa voidaan valita halutuksi. Vertikaali-FIR-suodattimet vaativat teoreettisesti katsottuna 80 ms:n moodissa 2 HDTV-juovamuistia ja 40 ms:n sekä 20 ms:n moodissa 4 HDTV-juovamuistia. Käytännössä vertikaali-FIR-suodattimet voidaan 30 lyhentää 40 ms:n ja 20 ms:n moodeissa samaksi kuin 80 ms:n moodissa, jolloin sama suodatin voi toimia kaikissa haaroissa. Horisontaali-FIR-suodattimia ei tarvitse rajoittaa kustannussyistä .

35 Esitetyllä kuvan keskitaajuuskomponenttien korostuskytken- nällä voidaan tehokkaasti korostaa luminanssisignaalin terävyyttä. Koska suodattimet on yksilöllisesti suunniteltu jokaiselle MAC-dekooderin prosessointihaaralle, tulevat näiden 94007 12 erilaiset taajuusvasteet otetuksi huomioon. On huomattava, että oheisten patenttivaatimusten suojapiirissä pysyen voidaan piikityskytkentä toteuttaa muillakin tavoilla kuin suorittaman la ensin vertikaalikorostus ja sen jälkeen horison-5 taalikorostus. Yhtä hyvin voidaan suorittaa ensin horison-taalikorostus ja sen jälkeen vertikaalikorostus. Voidaan myös menetellä siten, että MAC-dekooderilta tuleva signaali johdetaan kahteen rinnakkaiseen haaraan, joissa toisessa suoritetaan vertikaalikorostus ja toisessa horisontaaliko-10 rostus ja tämän jälkeen korostukset lisätään alkuperäiseen signaaliin. On myös mahdollista yhdistää vertikaalikorostuk-sessa ja horisontaalikorostuksessa käytettävät suodattimet yhteen kaksidimensionaaliseksi suodattimeksi. Edelleen on mahdollista yhdistää osia siten, että sen summaimen jälkeen, 15 jossa luminanssisignaalista vähennetään kiinteä arvo K (tummien alueiden korostuksen esto), signaali johdetaan kahteen rinnakkaiseen suodattimeen, joista toinen suorittaa horison-taalikorostuksen ja toinen vertikaalikorostuksen. Korostetut signaalit summataan ja johdetaan kohinanestopiirin DZ jäl-20 keen summattavaksi painotettuna alkuperäiseen signaaliin.

»

II

Claims (14)

94007 13

1. Horisontaali- ja vertikaalikorostuskytkentä kuvan terävyyden korostamiseksi teräväpiirtotelevisiovastaanottimessa, jossa on HDMAC-dekooderin alinäytteistyskuvion palautuspiiri 5 (3) luminanssinäytteiden alkuperäisten alinäytteistyskuvioi- den muodostamiseksi, kolme mainittuun palautuspiiriin kytkettyä interpolointihaaraa (4, 5, 6), joista ensimmäisen haaran interpolaattorit (5) muodostavat teräväpiirtokuvan stationaarisia kuva-alueita edustavista alinäytteistysku-10 vioista, toisen haaran interpolaattorit (6) muodostavat teräväpiirtokuvan hidasta liikettä sisältäviä kuva-alueita edustavista alinäytteistyskuvioista ja kolmannen haaran interpolaattorit (4) muodostavat teräväpiirtokuvan nopeata liikettä sisältäviä kuva-alueita edustavista alinäytteistys-15 kuvioista, ja jossa dekooderissa vasteena liiketietosignaa-lin (DATVj dekooderin (8) haarapäätöstiedolle kytketään sen osoittaman signaalinkäsittelyhaaran (4, 5 tai 6) muodostamat luminanssinäytteet HDMAC-dekooderin ulostuloon sen luminans-silähtösignaaliksi, 20 tunnettu siitä, että kytkentään sisältyy: - ensimmäiset rajoitusvälineet (21, 26), jotka korvaavat lu-minanssilähtösignaalista asetettua kiinteätä arvoa (K) pienemmät näytearvot nollanäytteillä rajoitetun signaalin muodostamiseksi, 25. ainakin yksi säädettävä FIR-suodatin (22, 27), johon liit tyviin muisteihin johdetaan rajoitettu signaali näyteikkunan muodostamiseksi ja jonka keskitaajuus asettuu vasteena DATV-signaalin dekooderin (8) tuottamalle haarapäätöstiedolle vastaamaan dekooderin ulostuloon kytketyn signaalinkäsitte-30 lyhaaran (4, 5 tai 6) keskitaajuutta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että suodattimia on kaksi, joista toinen on säädettävä vertikaali -FIR-suodatin ja toinen on säädettävä horisontaali-

35 FIR-suodatin ja että kytkentä lisäksi käsittää toiminnallisesti suodattimiin kytketyt summausvälineet (25, 210) ver-tikaalisuodatetun ja horisontaalisuodatetun signaalin summaamiseksi dekooderin luminanssilähtösignaaliin. 14 94007

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että suodatin on säädettävä vertikaali-FIR-suodatin (22), johon kuuluviin peräkkäisiin juovamuisteihin johdetaan rajoitettu signaali vertikaalisen näyteikkunan muodostami-5 seksi ja ja jonka keskitaajuus asettuu vasteena DATV-signaalin dekooderin (8) tuottamalle haarapäätöstiedolle vastaamaan dekooderin ulostuloon kytketyn signaalinkäsittelyhaaran (4, 5 tai 6) keskitaajuutta.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että suodatin on säädettävä horisontaali-FIR-suodatin (27), johon kuuluviin peräkkäisiin yhden näytteen muisteihin johdetaan rajoitettu signaali horisontaalisen näyteikkunan muodostamiseksi ja jonka keskitaajuus asettuu vasteena DATV- 15 signaalin dekooderin (8) tuottamalle haarapäätöstiedolle vastaamaan dekooderin ulostuloon kytketyn signaalinkäsittelyhaaran (4, 5 tai 6) keskitaajuutta.

5. Patenttivaatimusten 3 ja 4 mukainen kytkentä, tunnettu 20 siitä, että - vertikaali-FIR-suodatin (22) ja horisontaali-FIR-suodatin (27) ovat monimoodisia kaistanpäästösuodattimia ja kutakin dekooderin signaalinkäsittelyhaaraa (4, 5, 6) vastaa yksi suodattimien moodi, 25. kussakin moodissa suodattimien suodatinkertoimet (kl, k2, k3...) määräytyvät vasteena DATV-signaalista dekoodatulle haarapäätöstiedolle siten, että suodattimien keskitaajuus vastaa sillä hetkellä dekooderin lähtöön kytketyn signaalinkäsittelyhaaran (4, 5, 6) keskitaajuutta. 30

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että kumpaankin suodattimeen (22, 27) on kytketty toiset rajoitusvälineet (23, 28) suodattimen läh-tösignaalin rajoittamiseksi niin, että näytteet korvataan 35 nollanäytteillä silloin kun suodatetun signaalin arvo on estimoidun kohinavälin (DZ/2) sisällä, jolloin pelkän kohinan lisäys luminanssisignaaliin estyy. 15 94007

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että rajoitusvälineissä (23, 28) suodattimen lähtösignaali rajoitetaan niin, että kun suodatetun signaalin arvo on estimoidun kohinavälin (DZ/2) sisällä lähellä kohinavälin 5 rajaa, sen näytteiden arvoa pienennetään liukuvasti, jolloin näytteiden korvaaminen nollanäytteillä ei tapahdu hyppäyksenomaisesta .

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, 10 että siinä on laskentavälineet (9) estimoidun kohinavälin (DZ/2) määräämiseksi automaattisesti vastaanotetun MAC-ke-hyksen testijuovalta lasketusta signaali/kohina-suhteesta.

9. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, 15 että kummankin suodattimen (22, 27) lähtösignaali on kytketty painotusvälineelle (24, 29), joka vasteena painotusker-toimelle (W) painottaa sanottua lähtösignaalia ennen sen johtamista summausvälineelle (25, 210).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että painotuskertoimen (W) asettaa television käyttäjä.

11. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että sekä horisontaalikorostuskytkentä (B) että vertikaali- 25 korostuskytkentä (A) ovat toisistaan erilliset piirit, jol- : loin horisontaalikorostuskytkentä (B) käsittää ainakin en simmäisen rajoitusvälineen (26), säädettävän horisontaali -FIR-suodattimen (27) ja summausvälineen (210) ja vastaavasti vertikaalikorostuskytkentä (A) käsittää ainakin ensimmäisen 30 rajoitusvälineen (21), säädettävän vertikaali-FIR-suodattimen (22) ja summausvälineen (25).

12. Patenttivaatimusten 6 ja 11 mukainen kytkentä, tunnettu ,, * siitä, että sekä horisontaalikorostuskytkentä (B) että ver- 35 tikaalikorostuskytkentä (A) sisältävät omat toiset rajoitus-välineet ja omat painotusvälineet. 16 94007

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että horisontaalikytkentä (B) ja vertikaalikytkentä (A) on dekooderin luminanssilähtösignaalin kannalta kytketty peräkkäin. 5

14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että horisontaalikytkentä (B) ja vertikaalikytkentä (A) on dekooderin luminanssilähtösignaalin kannalta kytketty rinnakkain. 10